Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В тре­уголь­ной пи­ра­ми­де MABC, в ос­но­ва­ни­ии ко­то­рой лежит пра­виль­ный тре­уголь­ник ABC, ребро MB пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ос­но­ва­ния, сто­ро­ны ос­но­ва­ния равны 6, а ребро MA равно 11. На ребре AC на­хо­дит­ся точка D, на ребре AB точка E, а на ребре AM  — точка F. Из­вест­но, что AD  =  4 и BE  =  2, F  — се­ре­ди­на AM.

а)  До­ка­жи­те, что тре­уголь­ник ADE − рав­но­сто­рон­ний.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния пи­ра­ми­ды плос­ко­стью, про­хо­дя­щей через точки E, D и F.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  В тре­уголь­ни­ке ADE AE=ED, сле­до­ва­тель­но, он рав­но­бед­рен­ный, углы при ос­но­ва­нии равны. Угол CAB равен 60°, зна­чит, \angle AED=\angle ADE=60 гра­ду­сов. Сле­до­ва­тель­но, тре­уголь­ник ADE  — рав­но­сто­рон­ний, AD=AE=DE=4.

б)  Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки AMB и CMB: они пря­мо­уголь­ные, имеют общую сто­ро­ну MB и рав­ные сто­ро­ны AB и BC, сле­до­ва­тель­но, эти тре­уголь­ни­ки равны по двум ка­те­там, зна­чит, AM=MC=11. Рас­смот­рим тре­уголь­ник AMC, вос­поль­зо­вав­шись тео­ре­мой ко­си­ну­сов найдём ко­си­нус угла CAM:

 ко­си­нус \angle CAM= дробь: чис­ли­тель: AM в квад­ра­те плюс AC в квад­ра­те минус MC в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на AC умно­жить на AM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 121 плюс 36 минус 121, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 6 умно­жить на 11 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 11 конец дроби .

Из тре­уголь­ни­ка ADF найдём сто­ро­ну FD:

FD= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AD в квад­ра­те плюс AF в квад­ра­те минус 2AF умно­жить на AD ко­си­нус \angle CAM конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 16 плюс дробь: чис­ли­тель: 121, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус 2 умно­жить на 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 11 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 137 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Рас­смот­рим пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник ABM. Найдём ко­си­нус угла MAB:  ко­си­нус \angle MAB= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 11 конец дроби .

Из тре­уголь­ни­ка AFE найдём сто­ро­ну FE:

FE= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AF в квад­ра­те плюс AE в квад­ра­те минус 2 умно­жить на AF умно­жить на AE ко­си­нус \angle MAB конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 121, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс 16 минус 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 11 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 89 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Найдём ко­си­нус угла FED:

 ко­си­нус \angle FED= дробь: чис­ли­тель: FE в квад­ра­те плюс DE в квад­ра­те минус FD в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2FE умно­жить на DE конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \dfrac89, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс 16 минус \dfrac13742 умно­жить на \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 89 конец ар­гу­мен­та 2 умно­жить на 4= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 89 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но,  синус \angle FED= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус ко­си­нус в квад­ра­те \angle FED конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 89 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 89 конец ар­гу­мен­та конец дроби

Тре­уголь­ник DFE  — ис­ко­мое се­че­ние, найдём его пло­щадь:

S_DFE= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби EF умно­жить на ED синус \angle FED = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 89 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 89 конец ар­гу­мен­та конец дроби =2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та .

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние пунк­та б.

Пусть точка K  — се­ре­ди­на сто­ро­ны AB. Тогда FK  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ABM.

FK= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби MB= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AM в квад­ра­те минус AB в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 121 минус 36 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 85 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Опу­стим из точки K пер­пен­ди­ку­ляр KN на пря­мую DE.

KN=KE синус 60 гра­ду­сов= левая круг­лая скоб­ка 4 минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

За­ме­тим, что FK па­рал­лель­на MB, сле­до­ва­тель­но, пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти ABC. Тогда FN  —  на­клон­ная, KN  — ее про­ек­ция, и по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах FN пер­пен­ди­ку­ляр­на DE. Тогда

S_DFE= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на DE умно­жить на FN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 4 умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 85 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 88 конец ар­гу­мен­та =2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та .


-------------
Дублирует задание № 505493.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а), и обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б)3
По­лу­чен обос­но­ван­ный ответ в пунк­те б)

ИЛИ

име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а), и при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки

2
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а),

ИЛИ

при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки,

ИЛИ

обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б) с ис­поль­зо­ва­ни­ем утвер­жде­ния пунк­та а), при этом пункт а) не вы­пол­нен

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл3

Аналоги к заданию № 505471: 505493 505499 Все

Источники:
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Пло­щадь се­че­ния, По­стро­е­ния в про­стран­стве, Пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да, Се­че­ние  — тре­уголь­ник, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки